CN205491170U - 一种便携式深海浮标的岸站通信系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种便携式深海浮标的岸站通信系统，属于浮标岸站通信系统领域，本实用新型要解决的技术问题为如何能够确保岸站通信系统结构简单、成本低且移动方便。技术方案为：该系统包括PC机、岸站控制器、铱星通信模块、GPRS模块、继电器一、继电器二以及电源模块，所述岸站控制器上设置有串口一、串口二、串口三和SD卡，岸站控制器的串口一与GPRS模块的串口连接；岸站控制器的串口二与铱星通信模块的串口连接；岸站控制器的串口三与PC机的串口连接；岸站控制器分别连接继电器一和继电器二；电源模块分别连接继电器一、继电器二和岸站控制器，继电器一连接铱星通信模块。

Description

一种便携式深海浮标的岸站通信系统

技术领域

本实用新型涉及浮标岸站通信系统领域，具体地说是一种便携式深海浮标的岸站通信系统。

背景技术

海洋资料浮标是现代海洋环境立体检测系统的重要组成部分，是长期连续进行海洋监测的主要手段之一，具有长期、连续、定点监测海洋情况的特点，是其它海洋监测手段无法替代的。岸站作为浮标系统重要组成部分，其功能是负责出航前的准备、浮标工作时的通信与数据接收以及归航后设备维护与数据的处理等工作。

随着嵌入式技术、无线通讯技术的发展，以嵌入式系统为平台的无线通信、数据采集发布系统应用地越来越广泛。

深海浮标一般投放在特定位置的深海上。岸站通信系统在浮标工作时与其通信，现有的浮标的岸站通信系统结构较为复杂、成本较高且移动不便。

发明内容

本实用新型的技术任务是提供一种便携式深海浮标的岸站通信系统，来解决如何能够确保岸站通信系统结构简单、成本低且移动方便的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种便携式深海浮标的岸站通信系统，该系统包括PC机、岸站控制器、铱星通信模块、GPRS模块、继电器一、继电器二以及电源模块，所述岸站控制器上设置有串口一、串口二、串口三和SD卡，岸站控制器的串口一与GPRS模块的串口连接，岸站控制器通过串口一与GPRS模块进行通信，完成短信通知及时间校准功能，岸站控制器将通信数据存储到岸站控制器上的SD卡中；岸站控制器的串口二与铱星通信模块的串口连接，岸站控制器通过串口二与铱星通信模块进行通信，给铱星通信模块发送命令，并且接收铱星通信模块发来的数据；岸站控制器的串口三与PC机的串口连接，岸站控制器通过串口三与PC机连接通信，PC机通过岸站控制器的串口三设置岸站控制器的时间，并监视岸站控制器的运行状况；岸站控制器分别连接继电器一和继电器二；电源模块分别连接继电器一、继电器二和岸站控制器，继电器一连接铱星通信模块，继电器二连接GPRS模块，岸站控制器通过控制继电器一和继电器二来控制铱星通信模块和GPRS模块的通电及断电。

其中，该系统还包括硬件初始化模块、时间显示模块、铱星命令发送模块、短信和时间校准命令发送模块以及命令时间监视模块。硬件初始化模块包括串口初始化模块、GPIO初始化模块以及SD卡初始化模块。时间显示模块通过岸站控制器的串口三输出系统内部时间，并通过PC机显示系统内部时间，判断与铱星通信模块与GPRS模块的通信开始与结束时间，在通信开始时间到时，给铱星通信模块和GPRS模块上电开始通信，在通信结束时间到时，关闭铱星通信模块与GPRS模块的电源。铱星命令发送模块与岸站控制器的串口二中断配合，实现与铱星通信模块进行通信，建立通信连接并且接收数据，将数据存储到SD卡中。短信及时间校准模块与岸站控制器的串口一中断配合，在每天的特定时间与GPRS模块通信，将每天数据的接收情况发送给管理者，并且读取GPRS模块的时间，用此时间来更新岸站控制器的内部时间，用于与海上的浮标控制器的时间保持同步。命令时间监视模块用于监视命令发送的时间，如果某一条命令发送超时，将采取进一步措施，或者中断通信，或者再次发送该命令。

作为优选，所述电源模块采用12V直流电源。

更优地，所述岸站控制器上还设置有备用电池，该备用电池采用纽扣电池，纽扣电池的电压为3V，纽扣电池作为岸站控制器的备份电源，在该系统掉电时保持系统RTC时钟的正常运行。

更优地，所述岸站控制器的型号为STM32F103VET6且具有SDIO接口。

作为优选，所述GPRS模块的型号为SIM900A。

本实用新型的一种便携式深海浮标的岸站通信系统和现有技术相比，具有以下有益效果：

1、本实用新型包括岸站控制器、铱星通信模块、GPRS模块、继电器一、继电器二以及电源模块；该通信系统在每天的特定时间段通过铱星与海洋上的浮标控制器进行通信，并将数据存入SD卡中；通过GPRS模块更新系统时间，并且将每天的数据接收情况以短信形式发送给管理者；该系统具有灵活便携，成本低并且运行稳定的特点；

2、本实用新型中采用的GPRS模块中的GPRS是通用分组无线业务的简称，GPRS具有以下特点：（1）覆盖面广，接入时间短；（2）永远在线：激活GPRS应用后，将一直保持在线；（3）按流量计费，可提供经济的传输成本；（4）传输速率高，传输速率快速稳定；而铱星通信模块中的铱星系统是美国摩托罗拉公司设计的低轨全球个人卫星移动通信系统，它与现有通信网结合，可实现全球数字化个人通信，与目前的卫星通信系统相比，铱星通信具有以下2大特点：（1）通信速率高，信号时延低，损耗小，可实现高可靠性的实时卫星通信；（2）每部卫星移动手持电话都可以与卫星连接，使地球上能看得见的地方都可以进行通信；本实用新型将GPRS模块和铱星通信模块的结合，实现了岸站无线通信，同时岸站通信系统结构简单、成本低且移动方便。

故本实用新型具有设计合理、结构简单、易于加工、体积小、使用方便、一物多用等特点，因而，具有很好的推广使用价值。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

附图1为一种便携式深海浮标的岸站通信系统的结构框图；

附图2为一种便携式深海浮标的岸站通信系统的主函数流程图；

附图3为附图2的串口中断流程图。

图中：1、岸站控制器，2、PC机，3、铱星通信模块，4、GPRS模块，5、继电器一，6、继电器二，7、电源模块，8、串口一，9、串口二，10、串口三，11、备用电池，12、串口初始化模块，13、GPIO初始化模块，14、SD卡初始化模块，15、时间显示模块，16、铱星命令发送模块，17、短信和时间校准命令发送模块，18、命令时间监视模块，19、SD卡。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明。

如附图1所示，本实用新型的一种便携式深海浮标的岸站通信系统，该系统包括PC机2、岸站控制器1、铱星通信模块3、GPRS模块4、继电器一5、继电器二6以及电源模块7，岸站控制器1上设置有串口一8、串口二9、串口三10和SD卡19，岸站控制器1的串口一8与GPRS模块4的串口连接，岸站控制器1通过串口一8与GPRS模块4进行通信，完成短信通知及时间校准功能，岸站控制器1将通信数据存储到岸站控制器1上的SD卡19中；岸站控制器1的串口二9与铱星通信模块3的串口连接，岸站控制器1通过串口二9与铱星通信模块3进行通信，给铱星通信模块3发送命令，并且接收铱星通信模块3发来的数据；岸站控制器1的串口三10与PC机2的串口连接，岸站控制器1通过串口三10与PC机2连接通信，PC机2通过岸站控制器1的串口三10设置岸站控制器1的时间，并监视岸站控制器1的运行状况；岸站控制器1分别连接继电器一5和继电器二6；电源模块7分别连接继电器一5、继电器二6和岸站控制器1，继电器一5连接铱星通信模块3，继电器二6连接GPRS模块4，岸站控制器1通过控制继电器一5和继电器二6来控制铱星通信模块3和GPRS模块4的通电及断电。电源模块7采用12V直流电源。岸站控制器1上还设置有备用电池11，该备用电池11采用纽扣电池，纽扣电池的电压为3V，纽扣电池作为岸站控制器的备份电源，在该系统掉电时保持系统RTC时钟的正常运行。岸站控制器1的型号为STM32F103VET6且具有SDIO接口，可方便对SD卡进行读写操作。GPRS模块4的型号为SIM900A。

该岸站通信系统与海洋浮标有特定的通信时间段，在通信时间内两者均上电通信，在通信时间之外两者断电，以节省电能。该岸站通信系统与海洋浮标开始通信时，岸站系统中的岸站控制器1控制继电器一5使铱星通信模块3上电，接着岸站控制器1给铱星通信模块3拨号与浮标控制器建立连接，建立连接后，两者的数据传输变为透明传输，岸站控制器1通过串口发送命令给浮标控制器获取浮标采集数据，数据采集完成或者通信时间到，岸站控制器1控制继电器一5关闭为铱星通信模块3供电的电源模块7，结束通信过程。岸站控制器1在每天的固定时间通过控制继电器二6给GPRS模块上电，将一天的铱星通信模块3的数据通信结果以短信的方式发送给管理者，并对岸站通信系统中岸站控制器1的时钟进行校准，以保持和浮标控制器时间的同步。

如附图2所示， 在该岸站通信系统主函数中进行系统时钟设置，中断配置，通过串口初始化模块12实现串口初始化，通过GPIO初始化模块13实现GPIO初始化，通过SD卡初始化模块14实现SD卡初始化，接着读取SD卡19中的配置文件，配置文件分为两种，一种是存储铱星号码与短信联系人的文件，另一种是记录铱星通信时间断点的文件。最后主程序进入无限循环中，该无限循环中有四个模块，分别为：时间显示模块15、铱星命令发送模块16、短信及时间校准模块17、以及命令时间监视模块18。时间显示模块15的功能是通过串口三10输出显示系统内部时间，判断与铱星通信模块3与GPRS模块4的通信开始与结束时间，在通信开始时间到时，给铱星通信模块3和GPRS模块4上电开始通信，在通信结束时间到时，关闭铱星通信模块3与GPRS模块4的电源。铱星命令发送模块16主要是与串口二9中断配合与铱星通信模块3进行通信，建立通信连接并且接收数据，将数据存储到SD卡19中。短信及时间校准模块17的功能是与串口一8中断配合在每天的特定时间与GPRS模块4通信，将每天数据的接收情况发送给管理者，并且读取GPRS模块4的时间，用此时间来更新岸站控制器1的内部时间，用来与浮标控制器的时间保持同步。命令时间监视模块18用来监视命令发送的时间，如果某一条命令发送超时，将采取进一步措施，或者中断通信，或者再次发送该命令。

如附图3所示，首先，串口一8、串口二9、串口三10以及与之对应连接的GPRS模块4的串口、铱星通信模块3的串口、PC机2的串口接收字符；然后分析接收字符串；再然后，设置通信标志位；最后，串口中断，通信结束。

本实用新型的具体工作过程：该岸站通信系统在每天格林威治标准时间的0点、6点、12点以及18点与浮标进行铱星通信，通信时间为15分钟；在6点与GPRS模块4通信，通信时间为10分钟；当检测到与铱星通信模块3的时间到后，岸站控制器1控制继电器一5，接通铱星通信模块3的电源，岸站控制器1通过串口二9与铱星通信模块3进行通信，与浮标上的浮标控制器建立通信连接，当连接建立后，数据传输变为透明传输，岸站控制器1通过串口二9发送命令，接收浮标控制器传递来的数据，并将数据存放到SD卡19中；当通信时间到或者本次的数据接收完毕，将下一次要传输的数据时间记录在配置文件中，接着岸站控制器1控制继电器一5关闭铱星通信模块的电源，结束此次数据传输。当岸站控制器1检测到是6点时通过串口一开始与GPRS模块4进行通信，通过发送AT指令将一天的数据传输情况以短信形式发送给管理者，然后读取GPRS模块4的时间来更新岸站控制器1的时间，以保持与浮标控制器时间的同步，当通信的时间到或者本次通信过程完毕，将岸站控制器1控制继电器二6关闭GPRS模块4的电源，本次通信过程结束。

通过上面具体实施方式，所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解，本发明并不限于上述的一种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上，所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征，从而实现不同的技术方案。

除说明书所述的技术特征外，均为本专业技术人员的已知技术。

Claims (5)

1.一种便携式深海浮标的岸站通信系统，其特征在于：该系统包括PC机、岸站控制器、铱星通信模块、GPRS模块、继电器一、继电器二以及电源模块，所述岸站控制器上设置有串口一、串口二、串口三和SD卡，岸站控制器的串口一与GPRS模块的串口连接；岸站控制器的串口二与铱星通信模块的串口连接；岸站控制器的串口三与PC机的串口连接；岸站控制器分别连接继电器一和继电器二；电源模块分别连接继电器一、继电器二和岸站控制器，继电器一连接铱星通信模块，继电器二连接GPRS模块。

2.根据权利要求1所述的一种便携式深海浮标的岸站通信系统，其特征在于：所述电源模块采用12V直流电源。

3.根据权利要求2所述的一种便携式深海浮标的岸站通信系统，其特征在于：所述岸站控制器上还设置有备用电池，该备用电池采用纽扣电池，纽扣电池的电压为3V。

4.根据权利要求3所述的一种便携式深海浮标的岸站通信系统，其特征在于：所述岸站控制器的型号为STM32F103VET6且具有SDIO接口。

5.根据权利要求1所述的一种便携式深海浮标的岸站通信系统，其特征在于：所述GPRS模块的型号为SIM900A。